软件设计思路

一，概述

APMC组态软件采用开发环境和运行环境分离设计方式，由开发环境编辑用户组态画面，编辑完毕可存储成一个工程项目，组态运行环境可载入该工程项目，并连接物理驱动，完成组态运行。在运行过程中，可能会对数据有存储的处理，将数据存入数据库，并通过报表软件，提供用户查询和打印及分析处理的功能。

二，软件详细设计

1，  开发环境

1）  框架设计

本设计采用visual studio风格，设计成视图分割方式，左侧采用工程视图、工具视图，右侧为属性视图、动画视图和事件视图，最下面为输出视图。

工程视图：管理整个工程的画面编辑、IO驱动、报警和事件设置、数据存储

工具视图：提供组态画面编辑的各种图元，通过鼠标选择图元类型，可在画布上画出各种图形供用户编辑。

属性视图：提供工程，图元属性设置，如颜色，大小，位置，名称，旋转等等的设置

动画视图：提供画面编辑图元的动画属性设置接口，用户可选择设定图元产生动画的变量或条件

事件视图：提供鼠标点击，双击操作的事件接口，可设定鼠标的事件动作，如打开画面，执行程序，设定变量值，和播放声音等。

输出视图：提供相应的输出状态信息

软件中间是文档视图，采用文档tab平铺方式，可通过tab的标签名选择文档画面或驱动变量表，方便用户操作。软件界面图如下：

2）  组态原理设计

按照上面的框架设计，在工程视图中采用树控件作为工程管理树，提供画面编辑、设备驱动、报警和事件设置、实时数据库功能项。通过向其所在组内添加子元素来管理同类属性。如画面编辑，可添加多个画面作为画布，Io驱动里可添加多种多个驱动来作为采集设备的管理。如图，逐项介绍如下：

画面编辑：用于画布管理，用户在此建立用户画面，可自由添加或删除画布。画布的名称设计成自动加1方式累加。添加的画布会铺设在软件的中间文档视图窗口，当文档视图增多时，采用TAB风格的平铺方式显示，用户可通过tab标签名方便找到需要的视图。当然用户需要在画布上绘制图元时，可通过工具视图选择工具，并通过鼠标在画布上绘出图元。Tab风格及图元效果图如下。

绘制好的图元有3中属性可供用户修改，这些属性视图窗口设置在软件的右侧位置。

基本属性：提供对图元的颜色、位置、大小、可见性，锁定，边缘风格，填充风格，字体，旋转等属性设置。

动画属性：提供如颜色、位置、尺寸、可见性，旋转，边缘风格、填充风格等动画效果。可按照y=f（x）轨迹自由设定图元运行轨迹或更改图形尺寸，提供灵活的表达式表述方式，用户可以进行基于C#的三角函数算术，逻辑表达式的设定与数学逻辑运算，达到数据转化的目的。变量表达式及支持的函数窗口---变量选择器如图，该处为驱动变量的选择接口，同样也是变量逻辑表达式的编辑窗口，并有检查校验的功能。同时给出了本软件能够实现的表达式和函数全部参数表。方便用户查询和输入。

事件属性：可通过鼠标点击、双击进行画面的打开，应用程序的打开，变量值的设定，声音的播放等操作。如图

图元组态完成后，当用户保存成工程项目时，将各个画布的图元存储成对应的XML格式文件，便于运行环境加载。

设备驱动：

       设备驱动的目的是设定用户需要组态的设备变量，为图元控件或其他模块提供设备数据源。设备驱动设计成3种方式，有虚拟驱动，OPC驱动和用户驱动。而且驱动是可由用户自主加载的，即用户需要加载什么驱动就添加相应的驱动。

虚拟驱动：

有多种虚拟数据源可选，如sin曲线，x^2曲线，循环变化，闪烁变化等等，初值和终值及变化时间参数可自由设定，可用于仿真图元运动的动画演示。

OPC驱动：

支持1.0、2.0 和通用OPC服务器数据读写规范。当选中OPC设备时在其属性视图中，可设置该OPC设备的服务器名称和刷新率，同时当该OPC设备建立时，会在组态的文档视图中添加OPC设备变量属性表格，如下图。变量表格有变量名称，变量地址，只读属性和变量描述的表字段。其中，变量名称可由用户自定义，变量地址必须是OPC服务器的变量地址完整名称，只读属性标志该变量是否可读写，而变量描述可以由用户加以注释，方便了解变量的含义。

用户驱动：

为了给不同的用户能把自己的设备数据集成到组态软件里，设计了通用的驱动DLL接口，用户按照提供的开源DLL驱动开发自己的设备驱动，就能集成到APMC中，解决了小型设备非标准协议的难题。该用户驱动为用户提供自主选择DLL驱动的人机交互接口，如下图。同样，当该设备建立时，也会在文档视图中添加和OPC变量表格视图一样的表格编辑窗口，用户在在窗口编辑，并有删除等功能。

报警设置：

该处的设计思路是，组态监控中常常有一些变量需要做报警显示，比如超限报警等，所以在此处设置需要报警的驱动变量，可设置报警表达式，当报警发生时，能自动在报警控件中显示报警。所以设置此项后，用户需要把工具视图中的报警图元控件拖放到画面中。

事件设置：

和报警设置类似，有些变量是需要做相应事件处理的，如当某一变量大于规定值时需要打开某一画面。用户在此处可设置需要产生事件的驱动变量，可通过事件表达式触发，并有触发时执行和消失时执行动作功能。如图。该事件设置和图元事件属性一致，只是触发的条件不同，图元事件是通过鼠标点击产生，而事件设置里的事件是通过程序自动触发的。同时在事件条件里，同样调用变量选择器，完成驱动变量的选择和逻辑表达式的输入及检查等。实现了模块之间和谐的调用与统一。

实时数据库：

在组态监控的同时，有些数据需要存储，用户可在此处设置需要存储的驱动数据项，存储方式有多种，如定时，条件和变化存储，如图，数据库属性可设置。

数据会存储在数据库连接串指定的数据库，该存储的数据可以用ireport报表软件查询和处理。数据库连接串方式提供了用户选择不同数据库的接口选择，扩展了软件灵活性。

至此，APMC组态软件的开发环境设计思路完成，用户编辑的开发环境可最终存储成一个工程项目，这个项目可供开发环境再编辑，同时也可供运行环境加载运行。

2，  运行环境

开发环境编辑后保存的工程，由运行环境可打开运行，首先加载图元和设备驱动，然后按照设备驱动连接具体设备，采集设备数据，并通过事件方式将设备数据在事件响应函数中发布。组态开发环境组态的图元动画或报警、事件、数据存储等，可在该事件中加以处理，完成动画效果显示和相关的数据处理，由于运行环境是只观的，所以可全屏显示，隐藏计算机桌面的菜单项，需要退出时，按q或esc键，提示用户是否退出。

       至此，APMC组态软件的运行环境设计思路完成。

3，  报表环境

存储到数据库里的数据，需要给用户一个查询和处理的软件，设计数据库存储格式见“数据库设计视图.DOC”，数据分成3种类型，由数据，报警数据，事件数据组成，报表软件可针对数据类型就行查询。查询的结果可导入到excel中处理，或者形成图片，或者形成html文件。对于数据类型的，可统计历史曲线，曲线提供放大，打印等功能，便于相关数据分析。而且还设计数据库连接串的方式接口，用户可输入连接的数据库连接串，可为用户提供选择数据库的接口。

至此，报表设计思路完成。

4，  用户驱动开源DLL设计思路

APMC组态开发环境为用户驱动提供了选择用户驱动的接口，但是用户驱动是需要用户自己完成驱动的，利用C#的反射原理，设计一个开源的dll库，用户可在该开源库上实现自己的驱动，并生成一个DLL，APMC能加载该DLL，实现对用户驱动的加载。当DLL中的用户程序读到的设备数据调用规定的反射接口时，APMC的用户驱动事件就会响应，从而实现从用户DLL到APMC组态软件的数据传递过程，具体方法详见iScadaUserDll开源工程代码里的详细注释。

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